Estudio sobre los mecanismos de deformación y fractura de metales plásticos considerando el daño por vacíos
Autores: Zeng, Jiaxing; Liu, Jianxiong; Jia, Youdong; Zhao, Guolin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Iniciación de fracturas
Desarrollo de vacíos
Deformación plástica
Materiales metálicos
Microscopio electrónico de barrido
Nucleación de vacíos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La iniciación de fracturas en metales plásticos se atribuye al desarrollo de vacíos. Analizar los procesos de nucleación y crecimiento de vacíos facilita el estudio de la deformación plástica y los mecanismos de fractura en materiales metálicos. Se realizaron pruebas de tracción uniaxial en dos aceros estructurales de carbono de alta calidad, y se observó la morfología de la superficie de microfractura de las muestras de tracción utilizando un microscopio electrónico de barrido (SEM). Desde la perspectiva de la condensación de vacantes, se analizó el mecanismo de nucleación de vacíos en ausencia de inclusiones o partículas. Basado en la teoría de mecánica de daños en continuo y el modelo de Rice-Tracy (R-T), se derivó un parámetro de daño que considera la fracción de volumen de vacíos, y se estableció una función de potencial plástico, una curva de endurecimiento y un modelo constitutivo para el proceso de deformación plástica del material metálico plástico. Basándose en los datos de la prueba de tracción uniaxial de las dos láminas de acero de carbono de alta calidad, los datos del rango de deformación en la etapa de endurecimiento se convirtieron en datos de tensión verdadera-deformación plástica, y la curva de endurecimiento establecida se utilizó para ajustar los datos de tensión verdadera-deformación plástica. Los resultados mostraron una buena concordancia entre la curva de endurecimiento establecida y los resultados experimentales, lo que reflejó de manera efectiva el proceso de deformación de fracturas dúctiles en materiales metálicos plásticos.
Descripción
La iniciación de fracturas en metales plásticos se atribuye al desarrollo de vacíos. Analizar los procesos de nucleación y crecimiento de vacíos facilita el estudio de la deformación plástica y los mecanismos de fractura en materiales metálicos. Se realizaron pruebas de tracción uniaxial en dos aceros estructurales de carbono de alta calidad, y se observó la morfología de la superficie de microfractura de las muestras de tracción utilizando un microscopio electrónico de barrido (SEM). Desde la perspectiva de la condensación de vacantes, se analizó el mecanismo de nucleación de vacíos en ausencia de inclusiones o partículas. Basado en la teoría de mecánica de daños en continuo y el modelo de Rice-Tracy (R-T), se derivó un parámetro de daño que considera la fracción de volumen de vacíos, y se estableció una función de potencial plástico, una curva de endurecimiento y un modelo constitutivo para el proceso de deformación plástica del material metálico plástico. Basándose en los datos de la prueba de tracción uniaxial de las dos láminas de acero de carbono de alta calidad, los datos del rango de deformación en la etapa de endurecimiento se convirtieron en datos de tensión verdadera-deformación plástica, y la curva de endurecimiento establecida se utilizó para ajustar los datos de tensión verdadera-deformación plástica. Los resultados mostraron una buena concordancia entre la curva de endurecimiento establecida y los resultados experimentales, lo que reflejó de manera efectiva el proceso de deformación de fracturas dúctiles en materiales metálicos plásticos.